کلمات کلیدی: نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه، سیاست کیفیت فرایند ، کنترل کیفیت آماری،  مدل یکپارچه شده، حداقل سازی هزینه

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات تحقیق………………………………………………………………………………………… 1

• مقدمه……………………………………………………………………………… 2
• بیان مسئله……………………………………………………………………………… 3
• اهمیت پژوهش…………………………………………………………………….. 4
• هدف پژوهش………………………………………………………………….. 4
• سؤالات پژوهشی…………………………………………………………….. 5
• واژگان…………………………………………………………………………. 6

فصل دوم: ادبیات تحقیق……………………………………………………………………………………….. 7

2-1- بخش نخست: مقدمه ای بر بحث کیفیت…………………………………………………………. 8

2-1-1- تعریف کیفیت……………………………………………………………………………….. 8

2-1-2- ابعاد کیفیت………………………………………………………………. 8

2-1-3- واژگان مهندسی کیفیت……………………………………………………………. 9

2-1-4- مهندسی کیفیت ……………………………………………………… 9

2-2- بخش دوم: مروری بر تاریخچه شکل گیری نگهداری و تعمیرات……………………….. 12

2-2-1- دوره های شکل گیری و تحولات نگهداری و تعمیرات……………………………………………………… 12

2-2-1-1- دوره نخست………………………………………………………………………… 12

2-2-1-2- دوره دوم…………………………………………………………………………… 12

2-2-1-3- دوره سوم……………………………………………………………………… 13

2-2-2- نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه (preventive maintenance)……………….. 13

2-2-3- معرفی چند راهکار مؤثر در ارتقای سیستم نگهداری و تعمیرات……………………………………. 14

2-2-3-1- تغییر در باورها و تکنیک ها………………………………………………………………………. 14

2-2-3-2- درک تغییرات………………………………………………………………………………………… 14

2-2-3-3- آموزش…………………………………………………………………………………………… 15

2-2-3-4- مدیریت دارایی ها…………………………………………………………………………. 15

2-2-3-5- کنترل موجودی و انبار………………………………………………………………….. 15         

2-2-3-6- نگهداری و تعمیرات اصلاحی………………………………………………………… 16         

2-2-3-7- نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه………………………………………………………….. 16

2-3- بخش سوم: مروری بر ادبیات مدل های یکپارچه……………………………………………. 18

2-3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………. 18

2-3-2- رابطه تولید،کیفیت و نگهداری و تعمیرات…………………………………………… 19

2-3-3- کیفیت و تولید…………………………………………………………………………… 21

2-3-4- نگهداری و تعمیرات و تولید……………………………………………………….. 24

2-3-5- نگهداری و تعمیرات و کیفیت……………………………………………………….. 28

2-3-6- مدل های تلفیقی نگهداری و تعمیرات، تولید و کیفیت……………………………………………………. 31

2-3-7- مدل های یکپارچه شده در سیستمهای چند مرحله ای………………………………………………….. 32

فصل سوم: روش تحقیق………………………………………………………………………………………. 34

3-1- بخش نخست: کلیات و فرضیات مسئله………………………………………………………… 35

3-1-1- مقدمه………………………………………………………………… 35

3-1-2- حالت مسئله……………………………………………………………………. 35

3-1-3- فرضیات مسئله……………………………………………………. 36

3-1-4- توصیف مدل………………………………………………………………… 36

3-2- بخش دوم: فرمول بندی مدل های هزینه……………………………………………………… 38

3-2-1- مدل بهینه سازی………………………………………………………. 38

3-2-2- مدل هزینه برای نگهداری و تعمیرات اصلاحی به دلیل  …………………………………….. 39

3-2-3- مدل هزینه برای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه………………………………………………………………. 40

3-2-4- مدل هزینه به دلیل تنزل کیفیت به خاطر نقص فرایند…………………………………………………… 40

3-2-5- محاسبه طول فرایند………………………………………………………………………… 41

3-2-6- به دست آوردن مدل هزینه کنترل کیفیت فرایند…………………………………………………………….. 44

3-2-7- نرخ خرابی فرایند و ماشین……………………………………………………….. 47

3-2-8- به دست آوردن  به عنوان تابعی از  ……………………………………………………………………. 48

فصل چهارم: جمع آوری و تحلیل داده……………………………………………………………………. 49

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………….. 50

4-2- مدل های نگهداری و تعمیرات……………………………………………………………………. 50

4-2-1- محاسبه تابع هزینه نگهداری و تعمیرات اصلاحی…………………………………………………………….. 50

4-2-2- محاسبه تابع هزینه نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه………………………………………………………….. 51

4-2-3- هزینه نگهداری و تعمیرات در یک دوره برنامه ریزی شده………………………………………………. 51

4-3- مدل کنترل کیفیت……………………………………………………………………………………….. 51

4-3-1- به دست آوردن طول دوره در مدل کنترل کیفیت……………………………………………………………. 51

4-3-2- محاسبه تایع هزینه کنترل کیفیت……………………………………………………………………………………… 51

4-4- اجرای مدل بر روی داده های عددی……………………………………………………………………………………….. 52

4-5- بررسی حساسیت تابع هزینه کل و متغیر های تصمیم با تغییر بعضی داده ها…………………… 53

4-6- پیاده سازی داده ها بر روی مدل مستقل………………………………………………………………………………… 56

فصل پنجم: نتیجه گیری……………………………………………………………………………………… 56

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………. 57

5-2- خلاصه بر کار انجام شده…………………………………………………………………….. 57

5-3- نوآوری های پژوهش……………………………………………………………………………. 58

5-4- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………….. 59

ضمیمه………………………………………………………………………………………………………………. 60

منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………………. 73

• مقدمه

          مسئله زمانبندی در تولید همواره یکی از موضوعات مهم و قابل توسعه برای مهندسین و محققین بوده است. کارهای زیادی در خصوص این موضوع تا بحال انجام شده است و محققان زیادی مدل هایی برای بهینه کردن زمانبندی در تولید ارائه داده اند. به طور ویژه تر مسئله زمانبندی در تولید در سیستم های تک ماشین، یکی از موضوعات فرعی در زمانبندی تولید بوده است. در این میان مطالبی همچون نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه (PM)، و نگهداری و تعمیرات اصلاحی (CM)، نیز وارد ادبیات موضوع می­شوند. مسائلی چون زمان انجام عملیات نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و اصلاحی، تبدیل به دغدغه محققین می­ شود. اینکه چه زمانی بهتر است عملیات نگهداری و تعمیرات را روی ماشین انجام داد.

          از طرفی دیگر، بحث کنترل کیفیت محصولات تولید شده توسط ماشین نیز مد نظر کنترل کنندگان کیفیت قرار می­گیرد. مسائلی مانند اینکه آیا محصول تولید شده توسط سیستم کیفیت مورد انتظار ما را داشته است و مطابق با انتظارات و مقادیر مورد هدف ما بوده است. آیا سیستم در حالت تحت کنترل قرار دارد یا نه. اگر سیستم در حالت خارج از کنترل قرار گرفته است به چه دلیل بوده است  و چگونه می­توان سیستم را دوباره به حالت تحت کنترل بازگرداند و در واقع پیدا کردن راهی برای حل مشکل بوجود آمده که باعث شده است که سیستم ما از حالت تحت کنترل به حالت خارج از کنترل تبدیل شود.

          تعیین پارامترهای بهینه نمودار کنترل برای حداقل­سازی هزینه های ناشی از کنترل کیفیت محصول تولید شده و طراحی نمودار کنترل نیز یکی دیگر از مواردی می­باشد که مدیران تولید باید در بحث کنترل کیفیت آن را مورد نظر قرار دهند.

         اهمیت  این دو موضوع، یعنی بحث نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت در بحث تولید غیر قابل انکار می­باشد و در نظر نگرفتن این دو جنبه در تولید، باعث بروز مشکلات فراوانی خواهد شد که در کار تولید، خدشه وارد می­ کند و باعث  استهلاک ماشین، بالارفتن هزینه ها، پایین آمدن کیفیت محصول تولید شده، افزایش میزان برگشتی محصول، نارضایتی مشتری و … خواهد شد.

• بیان مسئله

         هانطور که گفته شد دو موضوع نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت در بحث تولید از اهمیت ویژه ای برخوردار است و توجه نکردن به این دو جنبه در کار تولید تبعات منفی زیادی را می ­تواند به دنبال داشته باشد.

  به همین منظور مدل های زیادی درباره این دو مسئله ارائه و توسعه داده شده است. هدف این مدل ها در بحث نگهداری و تعمیرات به دست آوردن یک فاصله زمانی برای اعمال نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه یا اصلاحی  در طول فرایند می­باشد که هزینه های ناشی از این نگهداری و تعمیرات مانند هزینه بیکاری ماشین، هزینه نیروی کار تعمیر کننده و … را حداقل کند. و در بحث کنترل کیفیت هم تعیین پارامترهای نمودار کنترل به صورت بهینه به طوریکه هزینه های ناشی از کنترل را حداقل کند.

         اما مطالعات اخیر نشان داده است که این دو جنبه روابط و وابستگی های قابل توجهی با یکدیگر دارند و به دلیل این روابط و وابستگی ها بهتر است که این دو جنبه را به طور تلفیقی و با یکدیگر در نظر گرفت. در واقع مد نظر قرار دادن این دو جنبه به طور مستقل و جدا از هم، با توجه به روابط بین آنها کار معقولی نمی ­باشد و نتایج بهینه را برای ما نتیجه نمی­دهد. مدل های یکپارچه شده زیادی در سالهای اخیر از سوی محققان ارائه شده است که در اکثر این مدلها یکپارچه کردن و تلفیق مباحث نگهداری و تعمیرات، زمانبندی تولید و کنترل کیفیت باعث بهتر شدن روند تولید در مقایسه با زمانی که این سه جنبه به طور مستقل در نظر گرفته می­ شود، می­باشد. در اکثر مقالات در مورد مدل های یکپارچه این مقایسه انجام شده است و نتیجه گرفته می­ شود که یکپارچه و تلفیق کردن این سه جنبه بهتر از زمانی است که آنها به طور مستقل و جدا از هم در نظر گرفته می­شوند و هزینه ها در حالت یکپارچه شده و تلفیقی کمتر از حالت مستقل و جدا از هم می­شوند.

در این پایان نامه مدلی یکپارچه شده ارائه شده است که دو جنبه نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت به طور تلفیقی در یک سیستم در نظر گرفته شده­ است. در این مدل همه ویژگی های نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت را در قالب یک مدل به صورت یکپارچه مورد نگارش واقع شده است و نسبت به حل آن اقدام شده است.

       در واقع یک مدل یکپارچه شده برای تلفیق بهینه سازی فاصله های نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و پارامترهای کنترل پیشنهاد شده است. دو نوع سیاست نگهداری و تعمیرات در نظرگرفته شده است. حداقل تعمیر اصلاحی که حالت و شرایط تجهیزات را بدون تاثیر بر عمر آنها تعمیر می­ کند و نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه که تجهیزات را بین حالت as good as new و as bad as old قرار می­دهد. مدل پیشنهاد شده می ­تواند مقدار بهینه هر یک از چهار متغیر تصمیم را معین کند. یعنی اندازه نمونه(n)، زمان تناوب نمونه گیری (h)، ضریب حد کنترل(k)، و فاصله های زمانی تعمیر پیشگیرانه( )، که هزینه کل مورد انتطار حال از یکپارچه سازی در واحد زمان را حداقل می­ کند. یک مثال عددی برای تشریح تاثیر پارامترهای هزینه در سیاست تلفیق کنترل کیفیت و تعمیر پیشگیرانه از نظر اقتصادی، نشان داده شده است.

          سیستم کار در این پایان نامه یک سیستم تک ماشین با یک مؤلفه می­باشد که یک نوع محصول را  تولید می­ کند. در واقع مدل ارائه شده، فاصله های زمانی بهینه برای اعمال نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه بر روی این ماشین و همچنین پارامترهای بهینه کنترل کیفیت را برای بررسی میزان کیفیت محصول تولید شده، به نحوی که هزینه های ناشی از اعمال نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت حداقل شود، را مورد بررسی قرار می­دهد.

• اهمیت پژوهش

        رویکرد یک سیستم تولید به کم بودن از کار افتادگی تجهیزات و فرایند وابسته است. نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت نقش اساسی در دستیابی به این هدف ایفا می­ کنند. علاوه بر این با گذشت زمان کیفیت تجهیزات پایین می ­آید و ممکن است یک انتقال کیفیت از حالت تحت کنترل به حالت خارج از کنترل اتفاق بیفتد که توسط بالا رفتن نرخ بازگشت محصول و میل به خرابی مشخص می­ شود.

          زمانبندی نگهداری و تعمیرات و فرایند کیفیت، قسمتی از سیاستهای عملیاتی می­باشد که نتیجه عملکرد هر سیستم تولید می­باشد.با وجود تاثیرات مشترک بین این تصمیمات، که خیلی هم مهم نیستند، رویکردهای بر پایه مدل برای بهینه کردن آنها بطور شبیه سازی شده، مهیا می­باشند. بعنوان نمونه، بیشترین مدلهای زمانبندی تولید، تاثیر در دسترس بودن ماشین بدلیل خرابی یا فعالیت نگهداری و تعمیرات را در نظر نمی­گیرند. بطور مشابه، مدلهای برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات، به ندرت اثر نگهداری و تعمیرات را بر زمان تحویل به مشتری و نیازمندیهای او، در نظر می­گیرند. اگرچه، اثر نگهداری و تعمیرات نمی ­تواند به شکل معنا داری بدون محاسبه کردن تابع نگهداری و تعمیرات که با نیازمندیهای تولید مطابقت می­ کند، اندازه گیری شود.

          از طرف دیگر، تاخیر نگهداری و تعمیرات برای سازگاری با نیازمندیهای تولید ممکن است تعمیرات فرایند و خطر معیوب شدن ماشین را افزایش دهد، به طوریکه ممکن است باعث بیشتر شدن موارد غیر قابل قبول وپایین آمدن سرعت شود. از این رو در نظر گرفتن کنترل کیفیت و برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات می ­تواند یک راه مؤثر برای برطرف شدن برخی از مشکلات باشد و به تبع آن اگر بخواهیم این دو را جدار از هم نگاه کنیم، با توجه به رابطه های موجود و وابستگی های بین این موضوعات باعث بروز مشکلاتی خواهد شد. یکی از رویکرد های مهم در هر سیستم تولید واقف بودن به مسائل وابستگی ها و روابط موجود بین مورد های مورد بحث خواهد بود و داشتن اطلاعات جامع حول موضوع و احاطه داشتن به جنبه های موجود در مسئله می ­تواند ما را در مدل سازی کمک شایانی نماید و در نتیجه کار ما تاثیر به سزایی بگذارد. با توجه به نکاتی که گفته شد پی به اهمیت موضوع تلفیق و یکپارچه سازی مدل های نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت خواهیم برد.

• هدف پژوهش

          همانطور که قبلا اشاره شد، تلفیق و یکپارچه سازی مدل های کنترل کیفیت و نگهداری و تعمیرات به طور همزمان، به طرز قابل توجهی مثمرثمر تر از زمانی که این مدل ها به طور جداگانه مورد بررسی قرار می­گیرند، خواهد بود. رویکرد یک سیستم تولید به طور قابل ملاحظه ای به زمانبندی نگهداری تعمیرات و پارامترهای کنترل کیفیت، وابسته است.

         بحث مدل های یکپارچه و تلفیقی یکی از موضوعاتی می­باشد که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به اینکه این مدلها بهتر و کاراتر از زمانی خواهند بود که به طور جداگانه هستند، با استقبال زیادی روبرو شده اند. در واقع یکی از اهداف محققان در سالهای اخیر همواره ادغام دو یا چند موضوع با ویژگی ها و روابطشان در غالب یک مدل بوده است و معمولا با مقایسه کار یکپارچه سازی شده خود با حالت جداگانه به این نتیجه رسیده اند که حالت ادغام شده مسئله بسیار کاراتر از حالت جداگانه و مستقل آن می­باشد.

          هدف ما در این پژوهش دستیابی به مدلی است که بتواند زمانبندی نگهداری و تعمیرات و پارامترهای کنترل کیفیت را به صورت تلفیقی و یکپارچه در آورد. در واقع ما ابتدا روابط و وابسنگی های موجود بین نگهداری و تعمیرات و کنترل کیفیت را مورد قرار داده و سپس آنها در قالب یک مدل یکپارچه پیاده سازی شده است. در نهایت این دو جنبه به صورت جدا ازهم نیز بررسی شده است، تا مشخص شود کدام حالت مقرون به صرفه تر، خواهد بود و تابع هزینه کل حداقل خواهد شد.  

         به طور کلی هدف این پژوهش، معرفی یک مدل یکپارچه شده است که می ­تواند هزینه کل مورد انتظار ناشی از خرابی های  فرایند،  بازرسی، نمونه گیری و نگهداری و تعمیرات اصلاحی(CM) و نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه(PM) توسط تلفیق نگهداری و تعمیرات با پارامترهای نمودار کنترل کیفیت، حداقل کند.

• سؤالات پژوهشی

          برخی از سؤالاتی که در این باره مورد توجه قرار گرفته شده است به شرح زیر خواهند بود: